ارزیابی رفتار و پاسخ سازه ای برج خلیفه: چکیده ای از برنامه های پایش سلامت سازه ای تمام مقیاس Validating the Structural Behavior and Response of Burj Khalifa: Synopsis of the Full Scale Structural Health Monitoring Programs

رشته های مرتبط مهندسی عمران، سازه و زلزله
پروژه برج خلیفه، بلند ترین سازه ای است که تاکنون توسط بشر ساخته شده است. بلندی این برج ۸۲۸ متر بوده و متشکل از ۱۶۲ طبقه و زیر زمین سه طبقه است. تلفیق اولیه شکل آئرودینامیک و مهندسی باد، نقش مهمی در معماری و طراخی این برج چند منظوره ایفا کرده است که در آن کاهش اثرات دینامیکی باد، یکی از مهم ترین معیار های طراحی در آغاز طراحی پروژه بود. آگاهی از رفتار های سیستم فونداسیون و سازه ای برج، از عوامل اصلی در توسعه و اجرای مطالعه پیشرفته و برنامه های نظارت سلامتی سازه ای بود. از این روی، هدف این مقاله، بحث در مورد اجرای نظر سنجی و برنامه های نظارت سلامت سازه برای تایید پاسخ رفتاری سازه ای برج طی مرحله ساخت و طی عمر مفید آن می باشد. برنامه نظارت شامل ۱- نظارت و پایش سیستم فونداسیون و پی برج ۲- نظارت و پایش نشست پی، ۳- اندازه گیری کرنش های عناصر عمودی برج ۴- اندازه گیری کوتاه شدگی دیواره و ستون ناشی از اثرات الاستیک، و خزش۵- اندازه گیری جا به جایی جانبی برج تحت بار گرانش( از جمله اثرات غیر متقارن) ناشی از اثرات الاستیک کوتاه مدت و خزش بلند مدت ۶- اندازه گیری جا به جایی های جانبی ساختمان و خصوصیات دینامیک در زمان واقعی طی ساخت و ساز ۷- اندازه گیری جا به جایی های ساختمان، شتاب ها، خصوصیات دینامیکی، و رفتار سازه ای تحت شرایط دایم ۸- پایش رفتار دینامیکی اوج و خصوصیات خستگی. این برنامه اجرایی SHM منجر به افزایش اطلاعات در زمینه پاسخ سازه ای برج شده و امکان کنترل فرایند ساخت، ارزیابی پاسخ سازه ای به شکلی فوری و موثر و همبستگی فوری بین رفتار اندازه گیری شده و پیش بینی شده را داده است. برنامه پایش سلامت سازه ای ارایه شده برای برج خلیفه بدون شک، پیش گام در استفاده از روش های پیمایشی و اجرای مفاهیم برنامه های جدید SHM به صورت بخشی از طرح اولیه سازه های ساختمانی است. به علاوه این برنامه های پایشی، به عنوان مدل توسعه برنامه های sJM برای نسل آینده محسوب می شوند با این تفاوت که فناوری ها و ابزارهای آن ها پیشرفته بوده و این برنامه ها می توانند برای یک برج بلند و پیچیده دیگر طراحی شود که اکنون تحت ساخت است. ۱- مقدمه پروژه برج خلیفه، بلند ترین سازه ای است که تاکنون توسط بشر ساخته شده است. بلندی این برج ۸۲۸ متر بوده و متشکل از ۱۶۲ طبقه و زیر زمین سه طبقه است. تلفیق اولیه شکل آئرودینامیک و مهندسی باد، نقش مهمی در معماری و طراخی این برج چند منظوره ایفا کرده است که در آن کاهش اثرات دینامیکی باد، یکی از مهم ترین معیار های طراحی در آغاز طراحی پروژه بود. آگاهی از رفتار های سیستم فونداسیون و سازه ای برج، از عوامل اصلی در توسعه و اجرای مطالعه پیشرفته و برنامه های نظارت سلامتی سازه ای بود. از این روی، هدف این مقاله، بحث در مورد اجرای نظر سنجی و برنامه های نظارت سلامت سازه برای تایید پاسخ رفتاری سازه ای برج طی مرحله ساخت و طی عمر مفید آن می باشد. بیشتر مقاومت در برابر واژگونی برج عمدتا توسط بار جاذبه خود برج مدیریت و کنترل می شود. به علاوه، همه اعضای عمودی به بار های گرانشی با فشار مساوی برای غلبه بر مسائل کوتاه شدن ستون که برای مدیریت در آسمان خراش ها سخت است مقاوم می باشند. سازه برج خلیفه، طوری طراحی شده است که همانند یک ستون غول پیکر با شکل مقطعی رفتار می کند که منعکس کننده پروفیل و وزن ساختمان است. داستان انتخاب سیستم سازه ای و بهینه سازی سیستم سازه ای جدید بوده و در این جا به طور مفصل بررسی نشده است/ ین مقاله موارد زیر را بررسی می کند۱- مروری بر مسائل کلیدی که منجر به انتخاب سیستم سازه ای و مسائل کلیدی مطرح شده در تلفیق مفاهیم طراخی سازه ای در مفهوم طراحی معماری می شود.۲- درک دقیق رفتار های سیستم پی و سازه کل برج که برای توسعه برنامه های پایش سلامت سازه ای برج مناسب است۳- توصیف دقیق SHM و برنامه های پایشی مورد استفاده برای برج خلیفه توسعه برنامه نظارتی و پایشی برای برج خلیفه، در زمان تاسیس و نصب سیستم، یکی از جامع ترین برنامه های پایش سلامتی در تاریخ احداث ساختمان های اسمان خراش است که رفتار های سازه ای و پاسخ برج را طی ساخت و در طول عمر مفید پایش می کند. و شامل موارد زیر است پایش ستون های بتونی مسلح و انتشار بار آن ها در خاک نظر سنجی و پایش قرار گیری پی،دیواره مرکزی و کوتاه شدگی عمودی ستون و جا به جایی های جانبی برج ناشی از شکل هندسی غیر متقارن و تقارن ساختاری سیستم پایش فشار و کرنش های عناصر عمودی ناشی از اثرات بار گرانش نصب برنامه پایش زمان واقعی موقت برای پایش جا به جایی ساختمان و پاسخ دینامیکی تحت بار های جانبی طی ساخت و ساز نصب برنامه پایش زمان واقعی دایم برای پایش جا به جایی ساختمان و پاسخ دینامیک تحت بار های جانبی( باد و زلزله). هدف این برنامه پایش، تایید خصوصیات دینامیکی واقعی و پاسخ ساختمان از جمله حالت طبیعی ارتعاش، براورد میرایی، اندازه گیری جا به جایی ساختمان و شتاب، تشخیص فوری تغییر در رفتار ساختاری، شناسایی پتانسیل خستگی در عناصر ساختاری حساس به خستگی در ارایه بازخورد های زمان واقعی در مورد عملکرد سازه ساختمانی و کمک فوری به عملیات روزمره می باشد. ارایه داده های کافی برای پیش بینی رفتار ساختگی راس تحت زلزله یا باد پایین/متوسط و شدید پایش پروفیل سرعت باد در امتداد ارتفاع ساختمان در شهر و مناطق نیمه باز با در نظر گرفتن مقیاس پروژه نسبت به اطراف